4位加法器的構建

描述

數字信條 - 開始

你好 ！我的名字是Mayukhmali Das。我目前正在 Jadavpur 大學攻讀電子和電信工程。眾所周知，克里斯托弗·諾蘭的電影《信條》將于今年上映。它處理時間反轉。現在問題出現了；當時間倒轉時，我們的普通計算機會正常工作嗎？答案是-----很可能不是；盡管大多數門都使用了；現在是基于 Mosfet 的，但我們的傳統計算機仍然是不可逆的。這是由于信息的熵。當信息通過 And、Or、Xor、Nand 和 Nor 等門時，信息的熵會減少。這是因為有兩個輸入，但我們只得到一個輸出。除了與門、異或門等門之外，邏輯上不可逆。至于輸出 0 ；“與”門可以有 3 種不同的輸入組合。我們知道熵 = nT(ln2) 其中 n 是狀態數。因此熵在通過這些門時會減少。所以 ; 在普通計算機中，熵沿時間方向減小。所以在反向時間；熵將沿時間方向增加。請記??；在這里，我說的是系統的熵，而不是宇宙的熵。因此，我們將時間箭頭定義為宇宙信息熵減少和熵增加的方向（信息熵的總和+產生的熱量）。使計算機反向工作；必須有可逆的邏輯，并且信息熵沒有變化。那么它就會變得不那么重要了；時間是向前還是向后。我用過CNOT ；Toffoli 和 Pauli-X Gates制作了這個 4 位加法器。

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我正在為這個項目使用量子計算模擬器。我可以通過Bloch 球體中量子位的不斷 X 旋轉來提供輸入。同時黑白點的初始區域表示輸入位。如果我們將兩個數字相加；abcd 和 efgh ; 那么輸入是 d, h ( 半加器 ) ; c、g（全加器）；b, f（全加器）；a、e（全加器）分別從上到下。輸出由黑點表示，當從下到上讀取時形成數字。這只是我項目的開始。我的項目 Digital TENET 專注于構建一個時間可逆的量子微處理器。

考慮添加1011和1010 ；

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這是輸入；10110011 從上到下。所有的初始輸入都是 | 0 > 根據需要轉換成 | 1 > 使用 X 旋轉。

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這是我制作的 4 位加法器電路。它使用CNOT ；Toffoli 和 Pauli-X 蓋茨。

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這是輸出；從下到上 10101 ；第一位是最后一個加法器的進位。

讓我們舉一個不同的例子；讓我們添加 ---- 1001 和 0111 ；

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可以清楚地看到，從下往上讀取時輸出是10000。

謝謝